十年磨一剑,光谷企业宇微光学成功研发计算光刻EDA软件

“OPC是EDA(电子设计自动化)工业软件的一种,没有这种软件,即使有光刻机,也造不出芯片。从基础研究到产业化应用,我们团队整整走了十年。十年磨一剑,就是要解决芯片从设计到制造的卡脖子问题。”

在光谷,华中科技大学教授刘世元创立的宇微光学软件有限公司(以下简称“宇微光学”),已成功研发全国产、自主可控的计算光刻OPC软件,填补国内空白。目前正在做集成与测试,并到芯片生产厂商做验证。

图片光刻成像原理图

刘世元介绍,光刻是芯片制造中最为关键的一种工艺,通过光刻成像系统,将设计好的图形转移到硅片上。随着芯片尺寸不断缩小,硅片上的曝光图形会产生畸变。在90nm甚至180nm以下芯片的光刻制造前,都必须采用一类名为OPC(光学临近校正)的算法软件进行优化。没有OPC,所有IC制造厂商将失去将芯片设计转化为芯片产品的能力。

目前,全球OPC工具软件市场完全由Synopsys、Mentor、ASML-Brion等三家美国公司占领。

图片宇微光学创始人刘世元

刘世元是华中科技大学集成电路测量装备研究中心主任,同时也是光谷实验室集成电路测量检测技术创新中心主任。他早年师从华中理工大学前校长、著名机械学家杨叔子院士,于1998年获工学博士学位。

2002年,从英国访学归国后不久,刘世元在学院派遣下,作为最早的几个技术骨干之一,加盟上海微电子装备有限公司(SMEE),承担国家863重大专项——“100nm光刻机”研制任务,为总体组成员、控制学科负责人。通过3年多的奋斗,他组建了SMEE第一个控制工程实验室,解决了扫描投影光刻机中掩模台、工件台、曝光剂量等同步控制的技术难题。

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计算光刻OPC原理图

2005年,从上海回到学校之后,刘世元在摸索中逐渐找准了自己的学术定位:面向IC制造需求,立足先进光刻与纳米测量基础理论及学术前沿开展研究。2010年初,他明确选定了两个主攻研究方向:面向IC纳米制造的计算光刻与计算测量。十多年来,他和团队在该领域的基础理论与技术创新上做了许多工作,相继获得国内外学术界和产业界同行的重视和认可。

“2013年,我第一次赴日本京都参加第6届国际光谱椭偏学大会,当时还只能当听众;到了2016年,在德国柏林召开的第7届国际光谱椭偏学大会上,我应邀做了大会主题报告,成为该学术会议创办23年来第一位做大会主题报告的华人学者。”刘世元回忆。

图片武汉宇微光学软件有限公司

2020年10月,刘世元成立宇微光学公司。目前,团队除了2名行政人员外,全部为研发人员,他们来自中国、美国、俄罗斯等不同国家,在相关领域均为顶尖技术专家,30%以上成员拥有博士学位,具有丰富的行业经验。

“创业与科研不同,要面向市场,在短期内形成产品,并获得客户和投资人的认可,面临众多风险和不确定性。”刘世元表示,之所以走出舒适区,走上创业路,是希望自己的研究成果能够最终转化成产品,为国家和社会发展作贡献。

不久前,宇微光学宣布完成Pre-A轮数千万元融资。本轮融资完成后,宇微光学将进一步加强各核心模块的集成化与软件产品化,同时对各项软件参数进行标定、测试与验证。

下一步,宇微光学将加快产品推广步伐,加快进入国内外芯片制造厂商市场,力争成为全球芯片产业链中重要的一环。

采写 | 康鹏
编审 | 张隽玮
审核 | 肖辉
出品 | 光谷融媒体中心

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